張學(xué)慧 蔣韋利

（河南環(huán)碧環(huán)保工程設(shè)備有限公司，河南 南陽 473000）

0 引言

隨著我國對(duì)大氣污染治理工作的愈發(fā)重視，圍繞大氣污染治理而研發(fā)與推廣的各項(xiàng)監(jiān)測設(shè)施設(shè)備越來越科學(xué)化與現(xiàn)代化，并逐步實(shí)現(xiàn)了面向基層單位的推廣與應(yīng)用，在打贏大氣污染防治攻堅(jiān)戰(zhàn)中發(fā)揮了重要作用。然而，從監(jiān)測工作的整體推進(jìn)情況來看，目前大氣污染監(jiān)測工作的重心依舊是城市及工業(yè)園區(qū)，廣大農(nóng)村地區(qū)仍然是大氣污染防治監(jiān)測技術(shù)推廣與應(yīng)用較為落后，而且未結(jié)合農(nóng)村大氣污染的特征，構(gòu)建專門的農(nóng)村大氣污染防治監(jiān)測體系。因此，有必要對(duì)應(yīng)用于農(nóng)村地區(qū)的大氣污染防治監(jiān)測技術(shù)進(jìn)行研究，以促進(jìn)該技術(shù)在農(nóng)村地區(qū)的進(jìn)一步推廣與應(yīng)用。

1 農(nóng)村大氣污染的主要來源

1.1 農(nóng)作物生產(chǎn)造成的污染

目前，農(nóng)作物生產(chǎn)仍然是我國農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要支柱。為了保障農(nóng)作物的產(chǎn)量與品質(zhì)，農(nóng)藥、化肥等化學(xué)用品的應(yīng)用必不可少。然而，如果這些化學(xué)用品使用不當(dāng)，可能會(huì)對(duì)生態(tài)環(huán)境構(gòu)成威脅。尤其是部分化肥、農(nóng)藥含有大量的揮發(fā)性有害物質(zhì)，如果在農(nóng)田中大面積使用，經(jīng)過匯集后排向大氣，會(huì)直接造成大氣污染。與此同時(shí)，我國北方部分農(nóng)村仍然存在焚燒秸稈的現(xiàn)象，秸稈燃燒能釋放包括PM在內(nèi)的不同形式的懸浮物，產(chǎn)生各種有毒、有害氣體，如一氧化碳、二氧化硫等，甚至引起霧霾天氣。如果秸稈燃燒不夠充分，就會(huì)產(chǎn)生大量氮氧化物，此類氣體會(huì)與碳氧化合物產(chǎn)生光化學(xué)反應(yīng)，進(jìn)而破壞臭氧層。此外，秸稈焚燒后生成的各類灰塵與濃煙混入大氣中的雨水層，會(huì)加速酸雨的形成。

1.2 畜牧業(yè)養(yǎng)殖造成的污染

畜牧業(yè)作為我國現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的重要發(fā)展方向，在促進(jìn)農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展、提高農(nóng)民收入方面起到了重要的支撐作用。尤其是在全社會(huì)對(duì)肉制品的需求量日益增加的背景下，農(nóng)村畜牧業(yè)呈現(xiàn)出集約化發(fā)展趨勢，然而這也導(dǎo)致大量的牲畜糞便無法完全實(shí)現(xiàn)規(guī)范化處理。尤其對(duì)于中小型畜牧業(yè)養(yǎng)殖戶，排泄物處理設(shè)備和管理體系均不完善。在生產(chǎn)實(shí)踐中，為減少處理環(huán)節(jié)和成本，很多養(yǎng)殖戶會(huì)隨地堆放牲畜糞便。糞便堆積不僅會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的刺激性氣味，而且生成的氣體會(huì)直接進(jìn)入大氣中，如果沒有及時(shí)干預(yù)，則會(huì)導(dǎo)致區(qū)域內(nèi)發(fā)生嚴(yán)重的大氣污染事件。

1.3 村民生活中產(chǎn)生的污染

第一，生活垃圾污染。隨著物流運(yùn)輸業(yè)及電子商務(wù)的迅速發(fā)展，工業(yè)產(chǎn)品面向農(nóng)村的銷售規(guī)模日漸擴(kuò)大，由此產(chǎn)生的生活垃圾越來越多。由于缺乏垃圾處理科普教育，多數(shù)農(nóng)村居民對(duì)生活垃圾的處理方式極為粗放，多數(shù)情況下會(huì)直接將其燃燒。而直接燃燒生活垃圾會(huì)生成大量有害氣體，如二氧化硫、氧化氫、氟化氫等，這些有害氣體排向大氣，易引發(fā)嚴(yán)重的大氣污染事件。第二，劣質(zhì)煙煤燃燒帶來的污染。目前，我國很多農(nóng)村地區(qū)的冬季采暖依舊依賴于“土暖氣”、小鍋爐和低效爐等工具的使用，這些設(shè)備大多以劣質(zhì)煙煤作為燃料。由于缺乏脫硝、除塵與脫硫等技術(shù)手段的支持，導(dǎo)致這些劣質(zhì)煙煤燃燒所形成的有害氣體直接排向大氣，進(jìn)而累積造成大氣受到污染。第三，機(jī)動(dòng)車尾氣污染。近年來，報(bào)廢汽車、老舊車輛與黃標(biāo)車相繼從城市流向農(nóng)村，這些車輛的尾氣排放嚴(yán)重超標(biāo)，并且排放穩(wěn)定性不理想，造成一氧化碳、碳?xì)浠衔锏扔泻怏w大量排向農(nóng)村，造成嚴(yán)重的大氣污染。

2 農(nóng)村大氣污染治理中環(huán)境監(jiān)測技術(shù)的主要類型

2.1 立體監(jiān)測技術(shù)

立體監(jiān)測技術(shù)應(yīng)用于大氣污染監(jiān)測的最主要優(yōu)勢是全面性，其監(jiān)測工具包括地基平臺(tái)、車載平臺(tái)及機(jī)載平臺(tái)。通過上述載體可以直接監(jiān)測大氣中污染物的存在狀況，從而為分類開展污染物防治工作提供基礎(chǔ)信息。在實(shí)踐操作中，不同載體的應(yīng)用方向有所區(qū)別。例如，地基平臺(tái)主要用于監(jiān)測大氣污染物排放總量，車載平臺(tái)主要用于監(jiān)測不同大氣污染物的分布規(guī)律，機(jī)載平臺(tái)主要用于監(jiān)測不同大氣污染物的排放通量。激光技術(shù)是立體監(jiān)測技術(shù)得以運(yùn)用的基礎(chǔ)，該技術(shù)通過細(xì)粒子激光雷達(dá)的有效應(yīng)用，可以在監(jiān)測過程中體現(xiàn)出持續(xù)性、高識(shí)別率、高精準(zhǔn)度等優(yōu)勢特征。在立體監(jiān)測技術(shù)的支持下，監(jiān)測技術(shù)人員不僅能夠準(zhǔn)確識(shí)別大氣流層中存在的污染物粒子類型，而且可以對(duì)污染物粒子的分布狀況、運(yùn)動(dòng)規(guī)律、演變過程、來源途徑等做出精準(zhǔn)的判斷。

2.2 遙感監(jiān)測技術(shù)

遙感監(jiān)測技術(shù)也是當(dāng)前農(nóng)村大氣污染治理中較為常見的監(jiān)測技術(shù)之一。遙感監(jiān)測技術(shù)的監(jiān)測范圍十分廣泛，不僅可以對(duì)農(nóng)村人居環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測，而且可以實(shí)現(xiàn)對(duì)大氣層中的對(duì)流層、平流層及臭氧層的有效監(jiān)測，從而體現(xiàn)出多角度、全方位的監(jiān)測技術(shù)優(yōu)勢。從監(jiān)測內(nèi)容來看，遙感監(jiān)測技術(shù)主要用于對(duì)溫室氣體、臭氧含量等內(nèi)容的監(jiān)測，并且可以結(jié)合監(jiān)測數(shù)據(jù)的變化規(guī)律，向監(jiān)測人員提供農(nóng)村大氣污染防治方案。遙感監(jiān)測技術(shù)應(yīng)用的載體通常是無人機(jī)。在工作過程中，攜帶監(jiān)測設(shè)備的無人機(jī)可以深入監(jiān)測區(qū)域，對(duì)其中的大氣污染物進(jìn)行采樣與分析，并直接將數(shù)據(jù)上傳至專用數(shù)據(jù)庫，監(jiān)測人員可以將監(jiān)測的數(shù)據(jù)與正常數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，從而對(duì)區(qū)域大氣的污染程度進(jìn)行分析與判斷。應(yīng)用遙感監(jiān)測技術(shù)時(shí)，還可以利用遙感衛(wèi)星對(duì)大氣成分、組成狀況進(jìn)行系統(tǒng)成像，采用顏色標(biāo)記的方式更為簡單明了地展示不同物質(zhì)的分布狀況，從而使工作人員可以直接掌握該監(jiān)測區(qū)域內(nèi)大氣污染的程度及主要的污染物，進(jìn)而為制訂大氣污染防治方案提供依據(jù)。此外，可以將應(yīng)用遙感監(jiān)測技術(shù)形成的圖像通過媒體向農(nóng)村居民進(jìn)行展示，提高他們的大氣污染防治意識(shí)。

應(yīng)用遙感監(jiān)測技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)農(nóng)村大氣污染狀況的24 h 不間斷監(jiān)控，監(jiān)測的區(qū)域范圍較廣。這種突破時(shí)間與空間限制的監(jiān)測方式，可以使被監(jiān)測的農(nóng)村區(qū)域處于全時(shí)間段的嚴(yán)密監(jiān)控中，避免了監(jiān)控盲區(qū)和監(jiān)控盲時(shí)的存在。如此一來，環(huán)保執(zhí)法部門可以在第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)農(nóng)村大氣污染事件，并立即采取措施，對(duì)污染源產(chǎn)生的單位或個(gè)體進(jìn)行控制，防止大氣污染事件進(jìn)一步嚴(yán)重，從而提升農(nóng)村大氣污染防治效率。

3 農(nóng)村大氣污染治理中技術(shù)監(jiān)測的主要內(nèi)容

3.1 固體顆粒物監(jiān)測

固體顆粒物是當(dāng)前農(nóng)村大氣污染事件中最為常見的污染物質(zhì)。固體顆粒物排向大氣后，會(huì)與其承載介質(zhì)組成大氣氣溶體系，從而長時(shí)間懸浮于大氣中。農(nóng)村大氣中的固體顆粒物主要來源于農(nóng)村居民生產(chǎn)或生活過程中不正確的燃燒行為，如秸稈焚燒、生活垃圾焚燒、劣質(zhì)散裝煤焚燒等。通常，固體顆粒物具有較強(qiáng)的吸附能力，是有毒物質(zhì)的直接載體，而且固體顆粒物分形維數(shù)越大、表面越不規(guī)則，對(duì)有毒物質(zhì)的吸附能力越強(qiáng)。固體顆粒物對(duì)人體的危害非常巨大，如果人體長期吸入固體顆粒物，就會(huì)對(duì)呼吸系統(tǒng)產(chǎn)生侵蝕作用，極易引發(fā)肺氣腫、肺栓塞、支氣管炎等疾病。因此，加強(qiáng)監(jiān)測農(nóng)村大氣中的固體顆粒物具有十分重要的意義。目前，在實(shí)踐過程中，農(nóng)村大氣污染監(jiān)測部門主要監(jiān)測PM（直徑≤10 μm 的顆粒物）。監(jiān)測中常用的設(shè)備主要是光散射式粉塵儀、濾膜采樣儀等。這些設(shè)備基本上能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)PM固體顆粒物的有效捕捉與測定，并及時(shí)將監(jiān)測數(shù)據(jù)上傳至監(jiān)測系統(tǒng)，保證監(jiān)測的即時(shí)性與高效性。

3.2 二氧化硫監(jiān)測

二氧化硫是一種無色、具有強(qiáng)烈刺激性氣味的氣體。在農(nóng)村大氣污染事件中，二氧化硫也是一種較為常見的污染物質(zhì)。二氧化硫排向大氣，溶于大氣中的水分后形成亞硫酸，從而產(chǎn)生酸雨。酸雨對(duì)環(huán)境的危害十分巨大，不僅會(huì)腐蝕建筑物，而且會(huì)對(duì)農(nóng)作物的生長發(fā)育造成負(fù)面影響，從而影響農(nóng)作物的產(chǎn)量與品質(zhì)。與此同時(shí)，二氧化硫進(jìn)入人體后，會(huì)引起眼結(jié)膜炎、急性支氣管炎等疾病。從來源角度來看，農(nóng)村大氣中的二氧化硫主要來源于劣質(zhì)散裝煤的焚燒、鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)廢氣的不規(guī)范排放及超標(biāo)機(jī)動(dòng)車尾氣的排放。在實(shí)際監(jiān)測過程中，針對(duì)二氧化硫的監(jiān)測方法主要有鹽酸副玫瑰苯胺比色法、光度法及庫倫滴定法。隨著自動(dòng)化技術(shù)及互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展，目前大部分監(jiān)測部門選擇采用煙氣連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)對(duì)農(nóng)村地區(qū)大氣中二氧化硫質(zhì)量濃度與變化規(guī)律的即時(shí)性監(jiān)測。

3.3 揮發(fā)性有機(jī)物監(jiān)測

近年來，隨著農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化進(jìn)程的加快，揮發(fā)性有機(jī)物也逐漸成為影響農(nóng)村地區(qū)大氣質(zhì)量的重要因素。從來源角度來看，污染農(nóng)村大氣的揮發(fā)性有機(jī)物主要來源于農(nóng)藥、化肥等農(nóng)資在農(nóng)田中的大范圍使用，包括苯類化合物、有機(jī)氯化物、有機(jī)酮等?？諝庵械膿]發(fā)性有機(jī)物達(dá)到一定的質(zhì)量濃度后，不僅會(huì)對(duì)人體健康與生態(tài)環(huán)境造成直接影響，而且會(huì)與其他物質(zhì)進(jìn)行光化學(xué)反應(yīng)形成二次污染。目前，農(nóng)村地區(qū)大氣中揮發(fā)性有機(jī)物的監(jiān)測方法主要有光譜法、吸附劑富集采樣法、全量氣體采樣法等。監(jiān)測儀器基本可以實(shí)現(xiàn)在線自動(dòng)監(jiān)測。其中，在線光離子化檢測器（Photoionization Detector，PID）和火焰離子化檢測器（Flame Ionization Detector，F(xiàn)ID）靈敏度較高，應(yīng)用最為廣泛。

4 促進(jìn)環(huán)境監(jiān)測技術(shù)在農(nóng)村大氣污染防治中應(yīng)用的策略

4.1 合理應(yīng)用大數(shù)據(jù)平臺(tái)

數(shù)據(jù)分析是農(nóng)村大氣污染監(jiān)測工作中的重要環(huán)節(jié)之一，通過構(gòu)建或利用大數(shù)據(jù)平臺(tái)，可以為開展農(nóng)村大氣污染防治工作提供更為科學(xué)有效的依據(jù)。首先，大數(shù)據(jù)平臺(tái)在數(shù)據(jù)收集整理方面具有即時(shí)性、全面性、準(zhǔn)確性等優(yōu)勢，通過大數(shù)據(jù)平臺(tái)匯集農(nóng)村大氣污染相關(guān)的數(shù)據(jù)，可以為技術(shù)人員判斷與分析農(nóng)村大氣污染情況提供依據(jù)。其次，利用大數(shù)據(jù)技術(shù)可以對(duì)農(nóng)村大氣環(huán)境的變化情況進(jìn)行精準(zhǔn)化預(yù)測，有助于技術(shù)人員對(duì)近期可能出現(xiàn)的大氣污染問題提前進(jìn)行預(yù)判，并幫助生態(tài)環(huán)境部門進(jìn)行決策。最后，利用大數(shù)據(jù)平臺(tái)，可以通過移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)終端實(shí)現(xiàn)農(nóng)村大氣環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)的共享共用，從而為協(xié)同開展農(nóng)村大氣污染防治工作提供決策依據(jù)。

4.2 加快監(jiān)測技術(shù)研發(fā)與推廣應(yīng)用

首先，要加大農(nóng)村大氣污染監(jiān)測技術(shù)研發(fā)力度。環(huán)境監(jiān)測科研部門應(yīng)充分把握農(nóng)村大氣污染監(jiān)測工作現(xiàn)狀，從提高監(jiān)測的精準(zhǔn)性、全面性入手，結(jié)合國內(nèi)外研發(fā)動(dòng)向，推動(dòng)新設(shè)備、新技術(shù)的研發(fā)進(jìn)程。其次，要在實(shí)現(xiàn)技術(shù)創(chuàng)新的同時(shí)，促進(jìn)技術(shù)融合。不同農(nóng)村地區(qū)對(duì)大氣污染監(jiān)測技術(shù)的要求與標(biāo)準(zhǔn)存在差異，要結(jié)合不同區(qū)域農(nóng)村的地理位置與氣候特征，進(jìn)一步推動(dòng)技術(shù)整合，并在實(shí)際工作中逐步增強(qiáng)技術(shù)聯(lián)合應(yīng)用的可靠性與規(guī)范性。最后，要加速推進(jìn)現(xiàn)有大氣污染監(jiān)測技術(shù)的推廣與應(yīng)用。當(dāng)前，我國農(nóng)村大氣污染監(jiān)測工作已經(jīng)形成一定的技術(shù)優(yōu)勢，需要在更廣范圍內(nèi)加速技術(shù)的推廣與應(yīng)用，使其在服務(wù)農(nóng)村生態(tài)環(huán)境建設(shè)方面發(fā)揮更為有效的指導(dǎo)作用，從而進(jìn)一步提高農(nóng)村大氣污染防治成效。

4.3 打造專業(yè)化人才團(tuán)隊(duì)

近年來，各級(jí)環(huán)境監(jiān)測部門借助多樣化的組織方式，為從事農(nóng)村大氣污染監(jiān)測的工作人員提供了多種類型的學(xué)習(xí)與培訓(xùn)平臺(tái)，并在實(shí)踐中取得了一定的成效。從長遠(yuǎn)的發(fā)展角度考慮，需要高度重視這些專業(yè)技術(shù)人員能力與素養(yǎng)的提升，可以從以下3 個(gè)方面做起。首先，從事農(nóng)村大氣污染監(jiān)測工作的專業(yè)技術(shù)人員需要樹立終身學(xué)習(xí)的意識(shí)，持續(xù)提升自身的專業(yè)素養(yǎng)，通過系統(tǒng)化、專業(yè)化培訓(xùn)，全面掌握新技術(shù)、新設(shè)備、新系統(tǒng)的應(yīng)用方法，逐步提升從事農(nóng)村大氣污染監(jiān)測工作的綜合能力。其次，應(yīng)深入推動(dòng)環(huán)境監(jiān)測部門與農(nóng)村大氣污染防治相關(guān)部門的聯(lián)合培訓(xùn)，借助聯(lián)合培訓(xùn)，使從事農(nóng)村大氣污染監(jiān)測工作的專業(yè)技術(shù)人員能夠?qū)W習(xí)全面的專業(yè)知識(shí)，有助于提升其監(jiān)測知識(shí)與技能水平。最后，應(yīng)加大高學(xué)歷、高層次人才的引進(jìn)與培育力度，通過監(jiān)測技術(shù)團(tuán)隊(duì)人員的不斷優(yōu)化與調(diào)整，推動(dòng)農(nóng)村大氣污染監(jiān)測工作可持續(xù)開展。

5 結(jié)語

農(nóng)村大氣污染監(jiān)測是一項(xiàng)長期性工作，對(duì)于保障農(nóng)村大氣環(huán)境質(zhì)量發(fā)揮著重要作用。各級(jí)政府應(yīng)從政策保障、資金保障、資源保障和人才保障等方面入手，進(jìn)一步加大對(duì)農(nóng)村大氣污染監(jiān)測工作的支持力度，不斷完善農(nóng)村大氣污染監(jiān)測機(jī)制，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)農(nóng)村大氣污染的長久性治理，使廣大農(nóng)村居民享受更加清潔、安全的大氣環(huán)境。